Kojoj vrsti energije pripada atomska energija? Atomska energija. Za i protiv, koristi i štete korištenja nuklearne energije

Energija nuklearne reakcije koncentrirana je u jezgru atoma. Atom je sićušna čestica koja čini svu materiju u Univerzumu.

Količina energije nuklearne fisije je ogromna i može se koristiti za stvaranje električne energije, ali se prvo mora osloboditi iz atoma.

Dobivanje energije

Iskorištavanje energije iz nuklearne reakcije odvija se kroz opremu koja može kontrolirati atomsku fisiju za proizvodnju električne energije.

Gorivo koje se koristi za reaktore i proizvodnju energije su najčešće pelete elementa uranijuma. U nuklearnom reaktoru atomi uranijuma su prisiljeni da se raspadnu. Kada se podijele, atomi oslobađaju sitne čestice koje se nazivaju produkti fisije. Produkti fisije djeluju na druge atome uranijuma kako bi se odvojili, započinjući lančanu reakciju. Nuklearna energija oslobođena ove lančane reakcije stvara toplinu. Toplota iz nuklearnog reaktora čini ga veoma vrućim, pa se mora ohladiti. Tehnološki najbolje rashladno sredstvo je obično voda, ali neki nuklearni reaktori koriste tečni metal ili rastopljene soli. Rashladno sredstvo koje se zagrijava iz jezgre proizvodi paru. Para djeluje na parnu turbinu, okrećući je. Turbina je preko mehaničkog prijenosa povezana s generatorom koji proizvodi električnu energiju.
Reaktorima se upravlja pomoću kontrolnih šipki koje se mogu prilagoditi količini proizvedene topline. Kontrolne šipke su napravljene od materijala kao što su kadmij, hafnij ili bor da apsorbuju neke od proizvoda nastalih nuklearnom fisijom. Štapovi su prisutni tokom lančane reakcije da bi kontrolisali reakciju. Uklanjanje šipki omogućit će daljnji razvoj lančane reakcije i stvaranje više električne energije.

Oko 15 posto svjetske električne energije proizvodi se u nuklearnim elektranama.

Sjedinjene Države imaju više od 100 reaktora, iako SAD većinu svoje električne energije proizvode iz fosilnih goriva i hidroelektrične energije.

U Rusiji postoje 33 elektrane u 10 nuklearnih elektrana - 15% energetskog bilansa zemlje.

Litvanija, Francuska i Slovačka većinu svoje električne energije troše iz nuklearnih elektrana.

Nuklearno gorivo koje se koristi za proizvodnju energije

Uran je gorivo koje se najčešće koristi za proizvodnju energije nuklearne reakcije. To je zato što se atomi urana relativno lako raspadaju. Specifična vrsta proizvedenog uranijuma, nazvana U-235, rijetka je. U-235 čini manje od jedan posto svjetskog uranijuma.

Uranijum se kopa u Australiji, Kanadi, Kazahstanu, Rusiji, Uzbekistanu i mora se preraditi pre nego što se može koristiti.

Budući da se nuklearno gorivo može koristiti za stvaranje oružja, proizvodnja je predmet Ugovora o neširenju za uvoz uranijuma ili plutonijuma ili drugog nuklearnog goriva. Ugovor promoviše miroljubivu upotrebu goriva, kao i ograničavanje širenja ove vrste oružja.

Nuklearna energija i ljudi

Nuklearna nuklearna energija proizvodi električnu energiju koja se može koristiti za napajanje domova, škola, preduzeća i bolnica.

Prvi reaktor za proizvodnju električne energije izgrađen je u Ajdahu, SAD, a eksperimentalno je počeo da se napaja 1951. godine.

Godine 1954. u Obninsku u Rusiji stvorena je prva nuklearna elektrana, dizajnirana da obezbjeđuje energiju za ljude.

Potrebna je izgradnja reaktora koji izvlače energiju iz nuklearne reakcije visoki nivo tehnologije i samo zemlje koje su potpisale sporazum o neširenju mogu dobiti potreban uranijum ili plutonijum. Iz ovih razloga, većina nuklearne elektrane nalazi se u razvijene države mir.

Nuklearne elektrane proizvode obnovljive, ekološki prihvatljive resurse. Ne zagađuju zrak niti proizvode emisije stakleničkih plinova. Mogu se graditi u urbanim ili ruralnim sredinama i ne mijenjaju radikalno okruženje oko sebe.

Radioaktivni materijal iz elektrana

Radioaktivni materijal u str Reaktor je siguran jer se hladi u posebnoj strukturi koja se zove rashladni toranj. Para se ponovo pretvara u vodu i može se ponovo koristiti za proizvodnju električne energije. Višak pare se jednostavno reciklira u atmosferu, gdje nije štetan kao čista voda.

Međutim, energija nuklearne reakcije ima nusproizvod u obliku radioaktivnog materijala. Radioaktivni materijal je skup nestabilnih jezgara. Ova jezgra gube energiju i mogu utjecati na mnoge materijale oko sebe, uključujući žive organizme i okoliš. Radioaktivni materijal može biti izuzetno otrovan, uzrokovati bolest, povećavajući rizik od raka, poremećaja krvi i propadanja kostiju.

Radioaktivni otpad je ono što ostaje od rada nuklearnog reaktora.

Radioaktivni otpad obuhvata zaštitnu odjeću koju su nosili radnici, alate i tkanine koje su bile u kontaktu sa radioaktivnom prašinom. Radioaktivni otpad je dugotrajan. Materijali poput odjeće i alata mogu ostati radioaktivni hiljadama godina. Vlada reguliše način na koji se ti materijali zbrinjavaju tako da ne kontaminiraju ništa drugo.

Gorivo i šipke koje se koriste su izuzetno radioaktivni. Korištene uranijske pelete moraju se skladištiti u posebnim kontejnerima koji izgledaju kao veliki bazeni za plivanje.

Voda koja hladi gorivo ne dolazi u kontakt sa radioaktivnošću i stoga je sigurna.

Poznati su i oni koji imaju malo drugačiji princip rada.

Korištenje nuklearne energije i radijaciona sigurnost

Kritičari korištenja energije nuklearne reakcije zabrinuti su da će postrojenja za skladištenje radioaktivnog otpada procuriti, popucati ili se srušiti. Radioaktivni materijal bi tada mogao kontaminirati tlo i podzemne vode u blizini lokacije. Ovo može dovesti do ozbiljni problemi sa zdravljem ljudi i živih organizama na tom području. Svi ljudi bi morali da se evakuišu.

Ovo se dogodilo u Černobilju u Ukrajini 1986. Eksplozija pare u jednoj od elektrana četvrtog nuklearnog reaktora ga je uništila i izbio je požar. Nastao je oblak radioaktivnih čestica, koje su padale na tlo ili su se nosile sa vjetrom, a čestice su kao kiša ušle u kruženje vode u prirodi. Većina radioaktivnih padavina pala je u Bjelorusiju.

Ekološke posljedice katastrofe u Černobilu nastupile su odmah. Kilometrima oko lokaliteta, borova šuma se osušila, a crvena boja mrtvih borova donijela je tom području nadimak Crvena šuma. Riba iz obližnje rijeke Pripjat postala je radioaktivna i ljudi je više neće moći jesti. Uginuli su goveda i konji. Više od 100.000 ljudi evakuisano je nakon katastrofe, ali je broj ljudskih žrtava u Černobilu teško utvrditi.

Posljedice trovanja zračenjem javljaju se tek nakon mnogo godina. Za bolesti kao što je rak, teško je odrediti izvor.

Budućnost nuklearne energije

Reaktori koriste fisiju ili cijepanje atoma za proizvodnju energije.

Energija nuklearne reakcije također se može proizvesti spajanjem ili spajanjem atoma. U proizvodnji. Sunce, na primjer, stalno prolazi kroz nuklearnu fuziju atoma vodika kako bi se formirao helijum. Pošto život na našoj planeti zavisi od Sunca, možemo reći da fisija stvara mogući život na zemlji.

Nuklearne elektrane još nemaju mogućnost da bezbedno i pouzdano proizvode energiju nuklearnom fuzijom (fuzijom), ali naučnici istražuju nuklearnu fuziju jer će proces verovatno biti siguran i isplativiji kao alternativni oblik energije.

Energija nuklearne reakcije je ogromna i ljudi je moraju koristiti.

Nuklearna energija iz fisije atoma teških metala već se široko koristi u mnogim zemljama. U nekim zemljama udio ove vrste energije dostiže 70% (Francuska, Japan). Vjerovatno će u sljedećih 50-100 godina energija nuklearne fisije ozbiljno konkurirati svim drugim vrstama energije koje koristi čovječanstvo. Svjetske rezerve uranijuma, glavnog nosioca Nuklearna energija divizija je više od 5 miliona tona. To znači da je rezerva nuklearne energije za red veličine veća od rezervi svih fosilnih neobnovljivih izvora energije.

Jezgra atoma sastoje se od dvije elementarne čestice, protona i neutrona. Kombinacija protona i neutrona formira maseni broj, koji se sastoji od broja protona i broja neutrona u jezgru atoma:

A = Z str + Z n ,

Gdje Z str– broj protona u jezgru, Z n– broj neutrona. Masa elementarnih čestica se mjeri u jedinicama atomske mase (am) i u kilogramima. Fizičari sa velikom tačnošću znaju mase glavnih elementarnih čestica. Konkretno, masa protona je:

m str= 1,007276 aem = 1,672623·10 -27 kg;

neutronska masa:

m n = 1,008664 am = 1,674928·10 -27 kg.

Razlika između mase protona i neutrona je mala, ali uočljiva. Masa elektrona, čiji određeni broj formira elektronski oblak oko jezgre, približno je 1823 puta manja od mase protona ili neutrona, pa se njihov utjecaj obično zanemaruje, barem u grubim proračunima.

Protoni i neutroni sakupljeni u jezgru atoma formiraju energiju vezivanja jezgra:

E VEZE = ( m str ∙Z str + m n ∙Z n – m CORE)∙ c 2 .

Ova formula daje energiju u J ako je masa data u kilogramima. Iz formule je jasno da energija vezivanja nastaje zbog razlike između mase jezgra i mase pojedinih komponenti jezgra (zbog tzv. defekta mase). Kada se jezgro fisije, ta energija se oslobađa.

Jezgra svih elemenata dijele se na:

Stabilan ili pseudostabilan, sa poluživotom dužim od milion godina;

Spontano fisilan, nestabilan s vremenom poluraspada manjim od milion godina.

Međutim, postoje elementi čija jezgra dozvoljavaju umjetnu fisiju ako su njihova jezgra bombardirana neutronima. Trenutno se u energetske svrhe koriste tri varijante takve umjetne podjele:

1.Usage U 2 35 i spori (termalni) neutroni. Toplotni neutroni imaju brzinu ne veću od 2000 m/s.

2.Usage Pu 239 ili U 2 33 i spori (termalni) neutroni. Plutonijum Pu 239 i uranijum U 2 33 se ne nalaze u prirodi i dobijaju se veštački primenom treće metode.

3.Usage U 2 38 i brzih neutrona sa brzinom od oko 30.000 m/s. Također je moguće koristiti Th 232 (torijum ciklus).

Da bi se osigurala kontinuirana nuklearna fisija, neophodna je takozvana fisiona lančana reakcija. Da bi došlo do lančane reakcije, svaki sljedeći događaj fisije mora uključivati ​​više neutrona od prethodnog. Fisivna nuklearna goriva su jednokomponentna. Toplotne neutrone najintenzivnije apsorbiraju fisijski izotopi. Stoga se u nuklearnim reaktorima neutroni usporavaju u posebnim tvarima za usporavanje - vodi, teškoj vodi, grafitu, beriliju itd.

Prirodni uranijum, iskopan iz zemljine kore, sadrži samo 0,712% U 2 35, fisioniranje nakon hvatanja termičkih neutrona. Ostatak mase je U 2 38. To dovodi do potrebe za obogaćivanjem prirodnog uranijuma dodavanjem U 2 35 od 1 do 5% za reaktore nuklearnih elektrana.

Razmotrimo proces dobivanja reakcije nuklearne fisije prema prvoj opciji. Općenito, formula za izračunavanje defekta mase je sljedeća:

Gdje m U- masa jezgra uranijuma, m D je masa svih proizvoda fisije, m n- neutronska masa. Ova nuklearna reakcija oslobađa energiju

W = Δ M∙ c 2 .

Teorijski proračuni i iskustvo su pokazali da prilikom upotrebe U 2 35 i apsorpcijom jednog sporog neutrona njegovim atomom, pojavljuju se dva atoma fisionih produkata i tri nova neutrona. Posebno se mogu pojaviti barij i kripton. Reakcija izgleda ovako:

Defekt mase u relativnim jedinicama je jednak

.

Mase svih elemenata koji učestvuju u reakciji su jednake: M U = 235.043915,M Ba = 140.907596,M Kr = 91.905030,m n = 1,008664, sve vrijednosti u aem. Defekt mase je jednak:

Dakle, prilikom cijepanja 1 kg U 2 35 defekt mase će biti 0,000910 kg. Oslobođena energija u ovom slučaju je jednaka

W= 0,000910∙(3∙10 8) 2 = 8190∙10 10 J = 8,19∙10 7 MJ.

Energetska jedinica snage 1000 MW proizvodi električnu energiju godišnje W E = 10 3 ∙10 6 ∙3600∙8760 = 3,154∙10 16 J ili 3,154∙10 10 MJ.

Uz efikasnost bloka od η = 0,4, uranijum-235 će biti potreban godišnje:

kg.

Za poređenje, utvrdit ćemo potrebu za antracitom

2,25 miliona tona.

Proračuni su napravljeni za čisti uranijum-235. Ako je prirodni uranijum obogaćen na 3%, ukupna masa uranijuma će biti

M= 962,8/0,03 = 32,093 kg.

Osim toga, u praksi se ne koristi metalni uranijum, koji ima nedovoljno visoku tačku topljenja, već uranijum dioksid UO 2. Izračunajmo ukupnu potrebu za obogaćenim nuklearnim gorivom pomoću uranijum dioksida kako bi se osigurao rad elektrane od 1000 MW u toku jedne godine. Uzimajući u obzir masu kisika, čiji je udio približno jednak omjeru: 2∙16/238 = 0,134, ukupna masa nuklearnog goriva bit će:

M YT = 32093∙(1 + 0,314) = 36400 kg = 36,4 tone.

Lako je uočiti da je razlika u masama organskog goriva i nuklearnog goriva potrebna za proizvodnju iste količine energije kolosalna.

Ranije je napomenuto da najveći dio prirodnog uranijuma čini uranijum-238, koji praktički ne reagira na spore neutrone, ali dobro stupa u interakciju s brzim neutronima. U tom slučaju postaje moguća sljedeća nuklearna reakcija:

a djelimično se akumulira. Akumulirani plutonijum-239 može se koristiti kao nuklearno gorivo u reaktoru sa sporim (termalnim) neutronima. Uz pomoć takve reakcije, efikasnost korištenja prirodnog uranijuma povećava se višestruko (skoro 100 puta).

U reaktorima na brzim neutronima moguće je organizirati torijski ciklus korištenjem torija-232. Rezerve torija u prirodi premašuju rezerve uranijuma 4-5 puta. Hvatanje termičkog neutrona prirodnim torijom-232 proizvodi fisijski izotop uranijum-233, koji se može spaliti na licu mjesta ili pohraniti za kasniju upotrebu u reaktorima toplinskih neutrona:

Energija torija, za razliku od energije urana, ne proizvodi plutonijum i transuranijumske elemente. Ovo je važno i sa stanovišta životne sredine i sa stanovišta neširenja nuklearnog oružja.

Nuklearni reaktori koji koriste torijumsko gorivo sigurniji su od onih koji koriste uranijumsko gorivo, budući da torijumski reaktori nemaju marginu reaktivnosti. Stoga, nikakvo uništavanje opreme reaktora ne može izazvati nekontrolisanu lančanu reakciju. Međutim, industrijska primjena reaktora torijskog ciklusa još je daleko.

Energija fuzije. Kada se laka jezgra (vodik i njegovi izotopi, helijum, litijum i neki drugi) spoje, masa jezgra nakon spajanja je manja od zbira masa pojedinačnih jezgara pre spajanja. Rezultat je i defekt mase i, kao posljedica toga, oslobađanje energije. Atraktivnost korištenja ove energije je zbog praktički neiscrpnih rezervi sirovina za njegovu primjenu.

Za izvođenje termonuklearne fuzije potrebne su ultra visoke temperature reda veličine 10 7 ºK i više. Potreba za ultravisokim temperaturama proizilazi iz činjenice da zbog jakog elektrostatičkog odbijanja jezgre u procesu termičkog kretanja mogu doći na male udaljenosti i reagirati samo s dovoljno velikom kinetičkom energijom svog relativnog kretanja. U prirodnim uvjetima, termonuklearne reakcije se odvijaju u dubinama zvijezda, koje su glavni izvor energije koju one emituju. Umjetna termonuklearna reakcija dobivena je samo u obliku nekontrolirane eksplozije hidrogenske bombe. Istovremeno, rad na kontrolisanoj termonuklearnoj fuziji traje već dugi niz godina.

Dva su pravca implementacije projekta za dobijanje korisne energije zasnovane na kontrolisanoj reakciji termonuklearne fuzije.

Prvi smjer uključuje korištenje toroidalne komore, u kojoj magnetsko polje komprimira jezgre spojenih elemenata zagrijane na nekoliko miliona stupnjeva. Čitav uređaj se zove TOKAMAK (što je skraćenica za toroidnu komoru sa magnetnim zavojnicama). Oni idu ovim putem evropske zemlje i Rusija.

Drugi pravac koristi lasere za zagrijavanje i kompresiju jezgara. Tako projekat NIF-192, koji se implementira u Liverpool National Laboratory u Kaliforniji, koristi 192 lasera koji se nalaze u krugu i sabijaju deuterijum i tricijum uz njihovo simultano zračenje.

Rezultati su ohrabrujući, ali nam ne dozvoljavaju da izvučemo zaključke o određenom vremenu dobivanja energije nuklearne fuzije u praktične svrhe.

Belov Maxim, Kaniseva INNA

Upotreba atomske energije u miroljubive svrhe Rad su pripremili studenti 1. godine srednjeg stručnog obrazovanja. ........................................................ ................................................................ ................................................................... ........................................ ........ ................................................ ... ................................................................ ................................................... ........................................................ ................................................................ ........................ .........

Skinuti:

Pregled:

Državna budžetska obrazovna ustanova srednje škole stručno obrazovanje"Samara trgovinsko-ekonomski koledž"

IZVJEŠTAJ

Primjena atomske energije

Pripremljeno; Belov Maxim, Kaniseva Inna - studenti Samarske trgovinsko-ekonomske škole.

Rukovodilac: Urakova Ahslu Rašidovna, nastavnik fizike i matematike.

SAMARA 2012

Atomska energija

Već krajem 20. veka problem pronalaženja alternativnih izvora energije postao je veoma aktuelan. Uprkos činjenici da je naša planeta zaista bogata prirodnim resursima, kao što su nafta, ugalj, drvo itd., svi ti resursi su, nažalost, ograničeni. Osim toga, potrebe čovječanstva rastu svakim danom i moramo tražiti novije i naprednije izvore energije.
Čovječanstvo je dugo vremena pronašlo jedno ili drugo rješenje za pitanje alternativnih izvora energije, ali pravi proboj u povijesti energetike bila je pojava nuklearne energije. Nuklearna teorija je prešla dug put prije nego što su ljudi naučili da je koriste u svoje svrhe. Sve je počelo davne 1896. godine, kada je A. Becquerel registrovao nevidljive zrake koje je emitovala ruda uranijuma, a koje su imale veliku prodornu moć. Ovaj fenomen je kasnije nazvan radioaktivnošću. Povijest razvoja nuklearne energije sadrži nekoliko desetina izvanrednih imena, uključujući sovjetske fizičare. Završna faza razvoja može se nazvati 1939. - kada su Yu.B Khariton i Ya.B Zeldovich teoretski pokazali mogućnost izvođenja lančane reakcije fisije jezgara uranijuma-235. Nadalje, razvoj nuklearne energije išao je skokovima i granicama. Prema najgrubljim procjenama, energija koja se oslobađa prilikom cijepanja 1 kilograma uranijuma može se uporediti s energijom koja se dobije sagorijevanjem 2.500.000 kg uglja.

Ali zbog izbijanja rata sva istraživanja su preusmjerena na vojnu oblast. Prvi primjer nuklearne energije koji je čovjek uspio demonstrirati cijelom svijetu bila je atomska bomba... Zatim hidrogenska bomba... Tek godinama kasnije naučna zajednica je skrenula pažnju na mirnija područja gdje se koristi nuklearna energija moglo postati zaista korisno.
Tako je počela zora najmlađeg polja energije. Nuklearne elektrane (NPP) su se počele pojavljivati, a prva nuklearna elektrana na svijetu izgrađena je u gradu Obninsku Kaluga region. Danas u svijetu postoji nekoliko stotina nuklearnih elektrana. Razvoj nuklearne energije bio je nevjerovatno brz. Za manje od 100 godina uspjela je postići ultra-visok nivo tehnološkog razvoja. Količina energije koja se oslobađa tokom fisije jezgara uranijuma ili plutonijuma je neuporedivo velika - to je učinilo moguće stvaranje velike industrijske nuklearne elektrane.
Kako onda dobiti ovu energiju? Sve je u lančanoj reakciji fisije jezgara nekih radioaktivnih elemenata. Obično se koristi uranijum-235 ili plutonijum. Nuklearna fisija počinje kada je udari neutron - elementarna čestica koja nema naboj, ali ima relativno veliku masu (0,14% više od mase protona). Kao rezultat, formiraju se fragmenti fisije i novi neutroni, koji imaju visoku kinetičku energiju, koja se zauzvrat aktivno pretvara u toplinu.
Ovaj tip energija se ne proizvodi samo u nuklearnim elektranama. Također se koristi na nuklearnim podmornicama i nuklearnim ledolomcima.
Da bi nuklearne elektrane normalno funkcionirale, još uvijek im je potrebno gorivo. Po pravilu, ovo je uranijum. Ovaj element je rasprostranjen u prirodi, ali ga je teško nabaviti. U prirodi nema naslaga uranijuma (poput nafte, na primjer, ona je, takoreći, „razmazana“ po zemljinoj kori). Najbogatije rude uranijuma, koje su vrlo rijetke, sadrže do 10% čistog uranijuma. Uran se obično nalazi u mineralima koji sadrže uranijum kao izomorfni zamjenski element. Ali uprkos svemu tome, ukupna količina uranijuma na planeti je enormno velika. Moguće u bliskoj budućnosti Najnovije tehnologije omogućiće povećanje procenta proizvodnje uranijuma.
Ali tako moćan izvor energije, a time i snage, ne može a da ne izazove zabrinutost. Stalno se vodi debata o njegovoj pouzdanosti i sigurnosti. Teško je procijeniti kolika je šteta nuklearne energije okruženje. Da li je toliko efikasno i isplativo da zanemarimo takve gubitke? Koliko je sigurno? Štaviše, za razliku od bilo kojeg drugog energetskog sektora, ne govorimo samo o ekološkoj sigurnosti. Svi se dobro sjećaju strašnih posljedica događaja u Hirošimi i Nagasakiju. Kada čovečanstvo ima takvu moć, postavlja se pitanje: da li je ono vredno takve moći? Hoćemo li moći adekvatno upravljati onim što imamo i ne uništiti ga?
Kada bi sutra naša planeta ostala bez svih rezervi tradicionalnih izvora energije, tada bi nuklearna energija, možda, postala jedino područje koje bi je zapravo moglo zamijeniti. Njegove prednosti se ne mogu poreći, ali ne treba zaboraviti na moguće posljedice.

Primjena atomske energije

Energija nuklearne fisijeuranijum ili plutonijum koristi se u nuklearnai termonuklearno oružje (kao pokretač termonuklearne reakcije). Postojali su eksperimentalni nuklearni raketni motori, ali su testirani samo na Zemlji i pod kontroliranim uvjetima, zbog opasnosti od radioaktivne kontaminacije u slučaju nesreće.

On nuklearne elektraneNuklearna energija se koristi za proizvodnju topline koja se koristi za proizvodnju električne energije i topline. Nuklearne elektrane su riješile problem brodova s ​​neograničenim područjem plovidbe (nuklearni ledolomci, nuklearne podmornice, nuklearnih nosača aviona). U uslovima nestašice energetskih resursaNuklearna energija

Energija koja se oslobađa kada radioaktivnog raspada, koji se koristi u dugovječnim izvorima topline i beta-galvanskim ćelijama. Automatske međuplanetarne stanice"Pionir" I Voyager koristiti radioizotopne termoelektrične generatore. Izvor toplote izotopa koji je koristio SovjetLunokhod-1.

Energija fuzije se koristi uhidrogenska bomba.

Nuklearna energija se koristi u medicini:

1. Funkcionalna dijagnostika:scintigrafija I pozitronska emisiona tomografija
2. Dijagnostika: radioimunologija
3. Liječenje raka štitne žlijezde koristeći izotop 131 I
4. Protonska hirurgija

Danas nuklearna medicina omogućava proučavanje gotovo svih sistema ljudskih organa i koristi se u

Černobilska katastrofa

Prošlo je skoro 25 godina od strašnog događaja koji je šokirao cijeli svijet. Odjeci ove katastrofe stoljeća dugo će uzburkavati duše ljudi, a njene posljedice će pogoditi ljude više puta.

Černobilska katastrofa i njene posljedice

Posljedice černobilske katastrofe osjetile su se već u prvim mjesecima nakon eksplozije. Ljudi koji su živjeli u područjima uz mjesto tragedije umrli su od krvarenja i apopleksije.
Stradali su likvidatori nesreće: od ukupnog broja likvidatora od 600.000, oko 100.000 ljudi više nije među živima - umrli su od malignih tumora i uništavanje hematopoetskog sistema. Postojanje drugih likvidatora ne može se nazvati bez oblaka - oni pate od brojnih bolesti, uključujući rak, poremećaje nervnog i endokrinog sistema.

Ali ipak, u uslovima nestašice energetskih resursaNuklearna energijasmatra se najperspektivnijim u narednim decenijama.

Bibliografija

1. Ignatenko. E.I. Černobil: događaji i pouke. M., 1989

2. Nuklearna energija. Istorija i modernost. M., Nauka. 1991

Već krajem 20. veka problem pronalaženja alternativnih izvora energije postao je veoma aktuelan. Uprkos činjenici da je naša planeta zaista bogata prirodnim resursima, kao što su nafta, ugalj, drvo itd., svi ti resursi su, nažalost, ograničeni. Osim toga, potrebe čovječanstva rastu svakim danom i moramo tražiti novije i naprednije izvore energije.
Čovječanstvo je dugo vremena pronašlo jedno ili drugo rješenje za pitanje alternativnih izvora energije, ali pravi proboj u povijesti energetike bila je pojava nuklearne energije. Nuklearna teorija je prešla dug put prije nego što su ljudi naučili da je koriste u svoje svrhe. Sve je počelo davne 1896. godine, kada je A. Becquerel registrovao nevidljive zrake koje je emitovala ruda uranijuma, a koje su imale veliku prodornu moć. Ovaj fenomen je kasnije nazvan radioaktivnošću. Povijest razvoja nuklearne energije sadrži nekoliko desetina izvanrednih imena, uključujući sovjetske fizičare. Završna faza razvoja može se nazvati 1939. - kada su Yu.B Khariton i Ya.B Zeldovich teoretski pokazali mogućnost izvođenja lančane reakcije fisije jezgara uranijuma-235. Nadalje, razvoj nuklearne energije išao je skokovima i granicama. Prema najgrubljim procjenama, energija koja se oslobađa prilikom cijepanja 1 kilograma uranijuma može se uporediti s energijom koja se dobije sagorijevanjem 2.500.000 kg uglja.

Ali zbog izbijanja rata sva istraživanja su preusmjerena na vojnu oblast. Prvi primjer nuklearne energije koji je čovjek uspio demonstrirati cijelom svijetu bila je atomska bomba... Zatim hidrogenska bomba... Tek godinama kasnije naučna zajednica je skrenula pažnju na mirnija područja gdje se koristi nuklearna energija moglo postati zaista korisno.
Tako je počela zora najmlađeg polja energije. Nuklearne elektrane (NPP) su se počele pojavljivati, a prva nuklearna elektrana na svijetu izgrađena je u gradu Obninsk, Kaluška oblast. Danas u svijetu postoji nekoliko stotina nuklearnih elektrana. Razvoj nuklearne energije bio je nevjerovatno brz. Za manje od 100 godina uspjela je postići ultra-visok nivo tehnološkog razvoja. Količina energije koja se oslobađa prilikom fisije jezgri urana ili plutonijuma je neuporedivo velika - to je omogućilo stvaranje velikih nuklearnih elektrana industrijskog tipa.
Kako onda dobiti ovu energiju? Sve je u lančanoj reakciji fisije jezgara nekih radioaktivnih elemenata. Obično se koristi uranijum-235 ili plutonijum. Nuklearna fisija počinje kada je udari neutron - elementarna čestica koja nema naboj, ali ima relativno veliku masu (0,14% više od mase protona). Kao rezultat, formiraju se fragmenti fisije i novi neutroni, koji imaju visoku kinetičku energiju, koja se zauzvrat aktivno pretvara u toplinu.

Ova vrsta energije se ne proizvodi samo u nuklearnim elektranama. Također se koristi na nuklearnim podmornicama i nuklearnim ledolomcima.
Da bi nuklearne elektrane normalno funkcionirale, još uvijek im je potrebno gorivo. Po pravilu, ovo je uranijum. Ovaj element je rasprostranjen u prirodi, ali ga je teško nabaviti. U prirodi nema naslaga uranijuma (poput nafte, na primjer, ona je, takoreći, „razmazana“ po zemljinoj kori). Najbogatije rude uranijuma, koje su vrlo rijetke, sadrže do 10% čistog uranijuma. Uran se obično nalazi u mineralima koji sadrže uranijum kao izomorfni zamjenski element. Ali uprkos svemu tome, ukupna količina uranijuma na planeti je enormno velika. Možda će u bliskoj budućnosti najnovije tehnologije povećati procenat proizvodnje uranijuma.
Ali tako moćan izvor energije, a time i snage, ne može a da ne izazove zabrinutost. Stalno se vodi debata o njegovoj pouzdanosti i sigurnosti. Teško je procijeniti štetu koju nuklearna energija nanosi okolišu. Da li je toliko efikasno i isplativo da zanemarimo takve gubitke? Koliko je sigurno? Štaviše, za razliku od bilo kojeg drugog energetskog sektora, ne govorimo samo o ekološkoj sigurnosti. Svi se dobro sjećaju strašnih posljedica događaja u Hirošimi i Nagasakiju. Kada čovečanstvo ima takvu moć, postavlja se pitanje: da li je ono vredno takve moći? Hoćemo li moći adekvatno upravljati onim što imamo i ne uništiti ga?
Kada bi sutra naša planeta ostala bez svih rezervi tradicionalnih izvora energije, tada bi nuklearna energija, možda, postala jedino područje koje bi je zapravo moglo zamijeniti. Njegove prednosti se ne mogu poreći, ali ne treba zaboraviti na moguće posljedice.

Atomska energija je energija koja se oslobađa tokom transformacije atomskih jezgara. Izvor atomske energije je unutrašnja energija atomskog jezgra.

Precizniji naziv za atomsku energiju je nuklearna energija. Postoje dvije vrste proizvodnje nuklearne energije:
- sprovođenje nuklearne lančane reakcije fisije teških jezgara;
- sprovođenje termonuklearne reakcije fuzije lakih jezgara.

Mitovi o nuklearnoj energiji

Svjetske rezerve uranijuma su na izmaku. O iscrpljenosti prirodni resursi Danas čak i dete zna. Zaista, rezerve mnogih minerala se brzo iscrpljuju. Rezerve uranijuma se trenutno procjenjuju kao "relativno ograničene", ali to i nije tako malo. Poređenja radi, uranijuma ima koliko i kalaja i 600 puta više od zlata. Prema preliminarnim procjenama naučnika, rezerve ovog radioaktivnog metala trebale bi biti dovoljne čovječanstvu za narednih 500 godina. Osim toga, moderni reaktori mogu koristiti torijum kao gorivo, a njegove globalne rezerve, zauzvrat, premašuju rezerve uranijuma za 3 puta.

Nuklearna energija ima izuzetno negativan uticaj na životnu sredinu. Predstavnici raznih antinuklearnih kampanja često tvrde da nuklearna energija sadrži "skrivene emisije" gasova koji negativno utiču na životnu sredinu. Ali prema svim modernim informacijama i proračunima, nuklearna energija, čak iu poređenju sa solarnom ili hidroelektranom, koje se smatraju praktično ekološki prihvatljivim, sadrži dovoljno nizak nivo ugljenik.

Energija vjetra i valova su mnogo manje štetni sa ekološke tačke gledišta. U stvarnosti, vjetroelektrane se grade ili su već izgrađene u kritičnim obalnim područjima, a sama izgradnja već definitivno zagađuje okoliš. No, izgradnja valnih stanica je još uvijek eksperimentalna, a njen utjecaj na okoliš nije precizno poznat, pa ih je teško nazvati ekološki održivijim u odnosu na nuklearnu energiju.

U područjima gdje se nalaze nuklearni reaktori, učestalost leukemije je veća. Nivo leukemije među djecom u blizini nuklearnih elektrana nije veći nego, na primjer, u područjima u blizini takozvanih organskih farmi. Širenje ove bolesti može zahvatiti i područje oko nuklearne elektrane i nacionalni park, stepen opasnosti je apsolutno isti.

Nuklearni reaktori proizvode previše otpada. Nuklearna energija zapravo proizvodi minimalan otpad, suprotno onome što tvrde zagovornici okruženje. Zemlja uopće nije ispunjena radioaktivnim otpadom. Moderne tehnologije proizvodnje nuklearne energije omogućit će minimiziranje udjela u ukupnoj količini radioaktivnog otpada u narednih 20-40 godina.

Nuklearna energija doprinosi proliferaciji oružja u svijetu. Povećanje broja nuklearnih elektrana dovest će upravo do smanjenja širenja oružja. Nuklearne bojeve glave proizvode reaktorsko gorivo veoma dobra kvaliteta, a bojeve glave reaktora proizvode oko 15% svjetskog nuklearnog goriva. Očekuje se da će sve veća potražnja za reaktorskim gorivom "odvratiti" takve bojeve glave od potencijalnih terorista.

Teroristi biraju nuklearne reaktore kao mete. Nakon tragedije od 11. septembra 2001. godine, brojni naučno istraživanje kako bi se utvrdila vjerovatnoća napada na nuklearna postrojenja. Međutim, nedavne britanske studije su dokazale da su nuklearne elektrane sasvim sposobne da "izdrže" čak i napad Boeinga 767-400. Nova generacija nuklearnih reaktora će biti projektovana sa pojačanim nivoom zaštite od potencijalnih napada svih postojećih aviona, a planirano je i uvođenje posebne funkcije sigurnosni sistemi koji se mogu aktivirati bez ljudske intervencije ili kompjuterske kontrole.

Nuklearna energija je veoma skupa. Kontroverzna izjava. Prema britanskom ministarstvu za trgovinu i industriju, troškovi proizvodnje električne energije iz nuklearnih elektrana premašuju samo cijenu plina i 10-20 puta su manji od energije koju proizvode vjetroelektrane na kopnu. Osim toga, 10% ukupne cijene nuklearne energije dolazi od uranijuma, a nuklearna energija nije toliko podložna stalnim fluktuacijama cijena goriva kao što su plin ili nafta.

Razgradnja nuklearne elektrane je veoma skupa. Ova izjava se odnosi samo na ranije izgrađene nuklearne elektrane. Mnogi od sadašnjih nuklearnih reaktora izgrađeni su bez očekivanja njihovog naknadnog razgradnje. Ali prilikom izgradnje novih nuklearnih elektrana ta će se točka već uzeti u obzir. Međutim, trošak razgradnje nuklearne elektrane bit će uključen u cijenu električne energije koju plaćaju potrošači. Moderni reaktori su projektovani da rade 40 godina, a troškovi njihovog razgradnje biće plaćeni tokom ovog dugog perioda, te će stoga imati mali uticaj na cenu električne energije.

Izgradnja nuklearne elektrane predugo traje. Ovo je možda najnemotivisanija od svih izjava antinuklearne kampanje. Izgradnja nuklearne elektrane traje od 4 do 6 godina, što je uporedivo sa vremenom izgradnje “tradicionalnih” elektrana. Modularna struktura novih nuklearnih elektrana može donekle ubrzati proces izgradnje nuklearnih elektrana.